【原创】现代汽车电控电脑维修系列教程 之一

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2006-7-11 09:36:03发表人：朱穆拉玛

      还是根据上面我们所列的数学计算例子（12+63）X79=?，简单描述计算机的实际工作过程：

第一步，需要人来为计算机编写好程序，然后把程序和原始数据通过输入设备输入到存储器中保存起来。

第二步，在控制台上启动计算机工作，于是计算机根据控制器的控制自动按照程序操作：

      A 从存储器中读取被加数12到运算器；B 从存储器中读取加数63，并进行加法运算，在运算器中得到结果75；C 从存储器中继续读取成数79到运算器，并在运算器中得到最后结果4977；D 把最终运算结果保存在存储器中。
第三步，通过输出设备把最终运算结果显示出来。

     在上面的这个过程中，我们把最初为了实现运算所编辑的步骤称作程序，在这个运算过程中，一共有ABCD四个步骤，每个步骤我们称作指令，它规定了整个机器执行一个特定的操作，例如上面所描述的从存储器中读取数据，相加，相乘以及数据保存等。换个角度讲，程序是解决某一个问题或者一系列问题的所必须的一组指令，这个指令就是计算机进行各种具体操作的命令。从这个例子的论述我们可以明白，计算机并不能自动工作，它是根据人预先写好的程序工作的。它不过是利用存储器，运算器，和控制器的记忆以及逻辑判断功能自动的连续的进行计算。

     通常情况下，把存储器、运算器、控制器、输入输出设备称为硬件，把使用和管理计算机的各种程序称为软件。硬件是提供计算机进行自动计算的物质基础，软件使计算机进行高效率工作。所以说，一个完整的计算机系统是硬件和软件的综合体是一个完整的系统。

     在硬件中，经常把存储器，运算器，和控制器集中在一起叫做计算机的主机；把各种输入，输出设备称作外部设备。各种外部设备通过输入输出接口电路于主机相连。

     在软件系统中，经常把提高计算机的使用效率和扩大计算机功能的各种程序称为系统软件；而把解决用户各种实际问题的程序，叫做应用软件。

2.2        汽车用微型计算机的基本结构

   汽车计算机控制系统所使用的计算机通常都是微型计算机，工业标准中统称为单片微型计算机。它的基本结构还是和上面我们所讨论的基本一致，仍然有五个主要部分组成，不过是伴随着大规模的集成电路的发展，当今已经把计算机的控制器和运算放大器都集成在了一个半导体芯片上，这个就是我们通常所说的微处理器（CPU）；另外，计算机工业应用标准中，把输入和输出接口电路英文缩写（I/O接口电路），以及存储器也都可以集成在大规模集成电路中实现。

    这样以微处理器为核心，加上存储器，I/O接口电路以及外部设备，通过系统总线（计算机应用专业中所描述的地址总线，数据总线和控制总线）所组成的汽车上所使用的计算机称为汽车微型计算机。也就是我们所能看见的各个管理控制模块。

[ 本帖最后由 朱穆拉玛 于 2006-7-11 09:37 AM 编辑 ]

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2006-7-11 10:01:37发表人：朱穆拉玛

（1）        微处理器 英文（Central Processing Unit,CPU）

      微处理器使运算和控制器的总称，是车载计算机的控制中心，它对汽车各个传感器的输入信息进行处理，计算和逻辑分析，然后根据内部存储的标准数据进行对比，输出控制指令，控制输出执行器的动作。例如：在发动机控制单元接受到氧传感器的输入信号后，进行分析运算，根据所需要的实际喷油量进行燃油喷射时间的调整，修正燃油喷射量，使空然比控制在计算机预先存储的数值范围之内，从而达到提高功率，降低油耗，减少排放污染等要求。

（2）        存储器

     存储器就如同上面我们所论述的一样，是存放数据和程序的部件，也就是我们通常所说的控制单元记忆体。
存储器内部是由许多的存储单元格组成。对于一个八位的计算机来说，每一个单元存储一个八位的二进制数所表示的信息。在一般的汽车微机中就是一个以八位二进制数值表示汽车或者发动机某个装置在特定工况下的工作状态信息，比如点火时刻，喷油量，变速器档位信息等等数据信息。一个八位的二进制数据是什么样子的呢？它的最大表示值是：11 11 11 11，正好是八位数字，在二进制中，只有0或者1两个数字表示状态。这个11 11 11 11 所表示的含义相当于我们所熟悉的十进位数字的255，也就是每个工况可以在0——255之间变化。当然了，计算机不能十直接识别到十进制的数字信息的，因为计算机语言中，只能识别0和1两个状态。他们所代表或者说所对应的物理状态是高或者低，也可以理解为电路中的开或者关等对应状态。为了能够让处理器迅速的寻找到所需要的信息，存储器中每个存储单元格的对应地址都有一个编号，这个编号在计算机领域里备称为地址，这个地址也是用二进制数值表示的。

      存储器分为几种，这个在以前我所谈到的关于车载计算机的相关帖子里都有论述，大部分都在南方汽车维修技术论坛里，现在或许还能找到一些，大家可以到那里去看看。通常熟悉汽车电子技术的朋友都知道或者听说过RAM，这个就是随机存取存储器，意思就是随时存储信息，随时读取信息，这个是字面含义，当然了，随着电子技术的发展，RAM的应用范围已经在不断的扩展，这个存储器的特点是可以在写入信息的同时读取信息，有的也将该存储器叫做读写存储器。

     RAM主要被用来存储汽车计算机操作时候的随时可变数据，比如用来存储汽车微机输入，输出数据和计算过程中的临时数据记录等等，根据需要，这些信息可以随时被读取或者被更新。RAM在汽车计算机中的作用主要是临时存储信息数据。在关闭电源后，所有数据信息全部被擦除，从这个角度说，该存储器也是易失性存储器。汽车运行状态下，存入RAM的数据比如故障代码，空然比修正值和系统的自学习数据等等，为了能够长期保存，一般汽车控制单元都设计了与蓄电池直接连接的记忆电源系统，即使在点火开关完全关闭的状态下，计算机也可以直接从蓄电池得到电源供应，用来维持数据记录。这个就是我们维修90年代产的车辆的时候所发生的如果断了电平，那么故障代码就自动清除的原因了，同时如果系统被切断过电源，所有学习记忆数据也都消失，发动机从新启动后开始阶段运行状态或许不够稳定，需要经过一段时间的学习才能恢复正常，原因也是因为控制单元记忆的数据被擦除了，系统要从新学习修正这些相关数据参数。

    还有一个类似的英文缩写，ROM,这个也是存储器的一个种类，是只读存储器。

    ROM是Read Only Memory的英文缩写，含义是只读存储器，也就是说在这样的存储器中，信息一般情况下是不可以改变的，控制系统只能从其内部读取信息，而不能随意修改ROM中所保存的数据。ROM的特点就是信息存入后永远不会消失，因此这类存储器经常被用来存储控制单元运行所必须的数据和程序，有的也把这类存储器称为程序数据存储器。根据写入ROM的数据的方式不同，它分为掩膜ROM、可编程ROM（PROM）、紫外线擦抹的可编程ROM（EPROM）、电子擦除的可编程ROM（E2 PROM）等几种基本类型。最后所提及的E2 PROM已经在近代汽车电子领域广泛使用了，它的特点就是可以通过指令进行擦写操作，断电后数据不丢失，例如在奥迪A6轿车上，即使系统电源切断，也不能清除故障代码，原因就是采用了E2 PROM类型的存储器，这样的控制模块只能通过诊断设备进行故障代码的指令操作进行清除，而不能通过给系统断电的方法进行故障代码的清除操作。

（3）        输入/输出 接口电路

    输入 /输出设备（或者叫做外部设备）是通过接口电路和微处理器相连接的。汽车计算机经常使用的外部设备有传感器、LED显示器、VFD显示器、LCD显示器、以及A/C和D/C转换器、执行器等等。其中A/C转换器含义是交流/直流 。由于这些设备本身的复杂性和多样性，一般情况下是不可能直接将这些设备与计算机进行直接相连接的，因此必须通过这些响应的接口电路来进行信号隔离，变换或者移相还有锁存，所以说接口电路是保证计算机和外部设备之间进行正常的信息和数据交换的中间数据传输电路，相当于两个不同文化不同语言之间的翻译一样。接口电路起着数据缓冲，电平匹配，时序匹配等许多功能。

（4）        总线。

    汽车计算机控制模块中的主要三个部件是什么，上面已经说过了，还记得么？是微处理器、存储器、输入/输出接口电路，他们之间的连接通讯和数据交换是通过总线连接起来的。计算机内部的这些总线根据传输信号和所分配的功能不同，一共分为三种：数据总线；地址总线；控制总线。

下面分别介绍——

数据总线——正常情况下是八根双向总线，用在处理器和外部单元之间的数据传输。

地址总线——一般都是十六根单向总线，处理器通过地址总线输出地址用来选择存储在某一个存储单元中的数据或者某一个I/O接口。（这个地址总线的数量多少于处理器的规格有直接关系，这里我们所说的十六根是八位单片机的标准）

控制总线——传送处理器发出的或者送到处理器的控制信息和状态信息，用读或者写来表示对应状态比较贴切。“读”表示数据传输到处理器，“写”表示数据油处理器输出。处理器可以通过控制总线随时掌握各个器件的状态，并根据需要随时向有关器件发送控制命令。

在计算机应用工业标准中，如果是集成在控制模块内部或者单元电路中的局域功能总线通常都称为内部总线。

2.3        汽车计算机的工作过程

     这里我们以发动机控制单元为例子。在汽车发动机启动时，汽车计算机进入工作状态，某些程序从ROM中被读取，进入处理器，这些程序中包括了控制点火时刻、控制燃油喷射、控制怠速等等。根据处理器的逻辑控制，一条条指令逐个的进行有序循环。程序执行过程中，所需要的汽车工况信息，来自各个传感器。从传感器来的信号，首先到达输入接口电路，对这些信号进行处理。如果时数字信号，经过输入接口直接进入处理器，如果时模拟信号，还要经过模拟/数字转换电路，将模拟信号转换成数字信号后，才能经输入接口进入计算机处理器。在众多的输入信号里，大多数信息并不是直接就进入处理器进行处理，因为在这些信号中有主次之分，另外这些信息如果同时输入处理器，将出现数据益处（数据吞吐能力的影响）。所以这些数据一般都是先存储在RAM中，然后根据处理器的指令再从RAM中输出到处理器。接着把存储再ROM中或者时PROM中的参考数据引入处理器，对来自传感器的每一个信号数据进行取样比较，并根据标准理论数据作出分析运算。在对这些数据进行逻辑运算分析后，将运算结果作为指令信号输出，部分必要的信号还要经过D/A（数字/模拟）转换器进行转换，将数字信号转换成模拟信号，最后经过输出接口去控制执行器动作，进行终端调整。比如是喷油器控制指令，就控制喷油器的喷油正时和喷油脉冲宽度，完成燃油喷射控制。

    汽车工作过程中，计算机的运行速度是非常快的，就拿点火正时修正信息来说，每秒可以进行修正达100次以上，所以说计算机控制系统的控制精度是十分高的。

    找了半天，没有合适的工作过程原理图，就结合下面的流程简图来了解一下汽车发动机控制单元的工作流程吧。

[ 本帖最后由 朱穆拉玛 于 2006-7-11 10:03 AM 编辑 ]

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2006-7-11 10:16:41发表人：朱穆拉玛

用了几个小时的时间终于把和汽车控制计算机的基础有关的东西介绍了一个大概。在以后我们将陆续发布本系列教程。感兴趣的朋友可以留意本帖子的更新。

说明：
         不论帖子质量的好与坏，都是本站的原创帖子，【现代汽车电控电脑维修系列教程】只提供给8848汽车技术论坛，谢绝任何形式转载。

[ 本帖最后由 朱穆拉玛 于 2006-7-11 10:17 AM 编辑 ]

2006-7-11 11:58:55发表人：北国雄鹰

沙发了，简单是简单，还是有用的，顶一下。希望看见后面的。精彩部分。

2006-7-11 18:08:43发表人：五指禅

哈哈,拣到便宜了,正好这方面我是0!     坚持写下去!辛苦了,过来我请你吃酒.

2006-7-17 22:10:31发表人：东东

写的不错     电子这方面的知识我是最缺乏的       希望以后能多讲一些关于电子的东西    最好也像这一样   简意化不搬公式     谢谢   继续啊    顶顶顶

2006-7-22 02:25:35发表人：aalilei

斑竹写的东西真好有机会向斑竹学习真的好高兴啊

2006-7-22 21:31:23发表人：xialong

可以，辛苦了，以后多发些帖子那就更好勒

2006-7-23 15:26:38发表人：夕水

好东西啊,大家都来学习

2006-7-27 12:21:53发表人：新闻

真不错!!!!!!!!!!!!!!!1多多益善!!!!不亦乐乎!!!!!

2006-7-27 16:52:06发表人：狂人大侠

楼主辛苦了！支持你！相信人人都希望了解！

2006-7-30 18:53:51发表人：李岩

楼主辛苦,学习了，期待更新。多介绍点电子方面的

2006-7-30 20:39:37发表人：阿火

楼主辛苦了！支持楼主！支持楼主！支持楼主！

2006-8-13 21:39:25发表人：luxiaoxiao

辛苦辛苦，还望以后再多多辛苦辛苦，在此我代表一线的师傅门向你们了

2006-8-14 13:54:46发表人：bianchenqi

好久没看到这样的好帖了，谢谢了,wo

2006-8-15 02:29:47发表人：wbm

好帖、实用、少见、希望出下期，楼主辛苦了，我代表看帖者谢谢了!

2006-8-15 18:30:42发表人：剑骨琴心

看过后，受益非浅．

2006-8-20 22:23:42发表人：安弛汽车电子

传播知识好!让我们都为论坛做贡献!

2006-8-21 18:48:50发表人：清风一族

谢谢版主。。。。
我是学汽车维修的很需要这些资料

2006-8-22 23:02:17发表人：ycq

希望出下期,相信人人都希望了解！

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